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高中三年级物理

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  • 实验题
    实验室里有一块量程为500 μA,内阻未知的电流表(也称微安表),需要准确测量它的内电阻Rg。某同学根据实验室现有的器材设计了如图所示的实验电路。电路中部分器材的规格如下:
    未校准的毫安表mA:量程约1 mA,内阻约为100 Ω;
    滑动变阻器R1:20 Ω,1 A;
    电阻箱R2:9999.9 Ω;
    直流电源E:电动势3 V,内阻很小。
    根据所设计的实验电路的原理图:


    (1)把实验步骤补充完整,并把以下步骤的字母代号按实验的合理顺序填写在横线上:_______。
    该实验操作的步骤有
    ①将S2置向2端闭合,滑动变阻器R1滑动头不动,调节电阻箱R2使毫安表的读数仍为I;
    ②将S2置向1端闭合,调节滑动变阻器R1使微安表满偏,记下此时毫安表的读数I;
    ③调滑动电阻器R1到_______位置(填“最左端”、“正中间”或“最右端”);
    ④记下R2的阻值;
    ⑤将S1闭合。
    (2)在实验中所得的R2的阻值为200Ω,则图中被测微安表的内阻Rg的测量值为_______Ω。若将此微安表改装为量程为0-3V的伏特表,则改装的方法是给电流表_______联一个阻值为_______Ω的电阻。
    (3)为了保证实验操作过程的安全(即不论滑动变阻器R1的滑动头如何调节,都不会烧坏电表),定值电阻器R3的最小阻值约为_______Ω。(本小问保留三位有效数字)
    本题信息:2012年江西省模拟题物理实验题难度较难 来源:马凤霞
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本试题 “实验室里有一块量程为500 μA,内阻未知的电流表(也称微安表),需要准确测量它的内电阻Rg。某同学根据实验室现有的器材设计了如图所示的实验电路。电路中部...” 主要考查您对

半偏法测电表的内阻

表头的改装

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  • 半偏法测电表的内阻
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半偏法测电流表内阻:

①测量方法:电流表半偏法测电阻的电路图如图,R为滑动变阻器,R0为电阻箱,G为待测电流表内阻。实验时,先合上S1,断开S2,调节R使电流计的指针满偏;再合上S2,调节R0使电流计的读数为满刻度的一半,这时,电阻箱的数值即为电流计的内阻。(注意:实验前,变阻器的阻值应放在最大位置;调节R0时,R不动)

②测量原理:S2打开时,设电流表满偏电流Ig=,因为R>Rg,R>>r,所以Ig≈E/R,当S2闭合时,R0和Rg并联,并联后总阻值R<Rg<<R,故S2闭合后,电路中总电流几乎不变,即Ig≈E/R,调节R0使电流表半偏为Ig/2,所以流过R0的电流也为Ig/2,所以R0=Rg
③器材选择:从上述原理可知,S2打开与闭合,近似认为干路中电流不变,前提是R>>Rg。故实验器材选择应满足①电源电动势尽可能大,②R尽可能大。

半偏法测电压表的内阻:

电路如图:实验时,将R1的滑动片P放在左边,合上S1和S2,调节R1,使电压表的读数满偏;保持R1不变,断开S2,调节R0,使电压表的读数为满刻度的一半。则RV=R0

表头:

表头就是指小量程的电流表,一般用G表示。
(1)从电路角度看,表头就是一个电阻,同样遵从欧姆定律。表头和一般电阻的不同仅在于通过表头的电流是可以从表盘上读出来的。
(2)三个参数
满偏电流是指:指针指在满刻度时的电流。
满偏电压是指:电流指满刻度时,加在它两端的电压。
表头内阻是指:表头内线圈的阻值。三个参数之间的关系满足欧姆定律:
电表的改装:





知识拓展:

1.电表改装后的校正改装后的电压表若示数总是小于标准电压表的示数,说明同样总电压下流过表头的电流偏小,串联的分压电阻偏大;或从分压角度来说,同样总电压下分压电阻分得的电压过大,串联的分压电阻阻值偏大,需换用一个较小阻值的电阻或与原分压电阻并联一个适当阻值的电阻。若改装电压表的示数总是大于标准电压表的示数时,情况则相反。改装后的电流表若示数总是小于标准电流表的示数时,说明同样总电流下流过表头的电流偏小,分流电阻分得的电流过大,分流电阻的阻值偏小,应再与分流电阻串联一适当阻值的电阻或直接换用一阻值较大的适当电阻。若改装电流表示数偏大时,情况则相反.
2.电压表与静电计
(1)电压表是用灵敏电流计G串联电阻改装而成的,指针的偏转是由于通电线圈在磁场中受到安培力的作用。因此电压表要有示数,必须有电流通过灵敏电流计G。静电计与验电器类似,由于指针与固定指针的金属杆上电荷间的静电斥力作用使指针偏转,从而测量静电电压。稳定时静电计所在支路中无电流.
(2)电压表用来测量电路两端的电压,静电计一般用在静电场中。若用电压表测量孤立的电容器两端的电压,相当于用一个电阻很大的导体把电容器的两极板连接起来,就会使电容器放电,所以用电压表无法测量。从原理上说,可以用静电计测量直流电路的电压,但是一般直流电路的电压很小,静电计的指针几乎不偏转,所以一般的直流电压不用静电计测量。
(3)在直流电路中,静电计所在支路相当于断路状态,与其串联的任何导体两端电压为零,而电压表相当于一个导体。

非理想电表的处理方法:

在测电流、电压时理想电表对电路的影响是不需考虑的,但实际的电压表内阻不是无限大,实际的电流表内阻也不是零,接入电路中必对原电路产生一定的影响。电压表测电压是根据并联电路中电压相等而得到被测导体两端电压的,电流表测电流是根据串联电路中电流相等而得到通过被测导体电流的。实际上电表的读数是其自身两端的电压或通过其自身的电流。因此对于实际的电表可以看成是能显示自身两端电压或通过自身电流的特殊导体——“会说话”的导体。


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